Problem z transportem próbek z Marsa na Ziemię. Dlaczego to takie wyzwanie?

Choć brzmi to dość niewiarygodnie, z powodu własnych ograniczeń budżetowych i czasowych NASA zaprosiła do współpracy inne podmioty, które chciałyby zaangażować się w misję pobrania próbek gruntu z Czerwonej Planety. A w zasadzie nawet całkiem ją przejąć. Termin zgłaszania swoich pomysłów realizacji tego niezwykłego zadania właśnie minął – teraz pozostaje czekać na dalsze decyzje i wybory.

Zacznijmy od początku. Po pierwsze, Mars to jedyna znana nam planeta zamieszkana wyłącznie przez roboty. A w każdym razie mechaniczne urządzenia wysłane tam przez mieszkańców Ziemi. Na jego powierzchni znajdują się różne, wciąż działające lub już niesprawne, łaziki, które mają za zadanie zbadać daną planetę z bliska. Marsa okrążają też liczne sztuczne satelity. Po Czerwonej Planecie od 2004 do 2018 roku toczył się i badał tamtejszy grunt i geologię słynny łazik Opportunity.

W 2021 zastąpił go łazik Perseverance, wysłany tam również z misją zbadania możliwości przyszłego wykorzystania naturalnych zasobów Marsa przez hipotetycznych kolonizatorów. Ważnym celem projektu jest na przykład próba określania, jak możemy kiedyś chemicznie wytwarzać tlen na Marsie. Łazik bada poza tym geologiczną historię Marsa, odkrywając liczne dowody na to, że był on kiedyś wilgotną, pełną swobodnie płynącej wody planetą.

W 2021 roku Perseverance zaczął też gromadzić pierwsze próbki marsjańskich skał – z myślą o ich późniejszym przetransportowaniu na Ziemię w ramach nowej misji kosmicznej. Misja ta nosi nazwę Mars Sample Return (MSR). Zakłada bezpieczne dotarcie nowego lądownika na powierzchnię Marsa, pobranie próbek gruntu zebranych wcześniej przez łazik Perseverance w okolicach krateru Jezero, i bezpiecznie przywiezienie ich w specjalnej kapsule – aż do ziemskich laboratoriów.

To nie wszystko, bo w pobieraniu marsjańskich próbek miałyby też pomóc dwa drony, nieco przypominające słynny helikopter Ingenuity. A same pojemniki-kapsuły z próbkami przynajmniej w pierwotnym planie miały być wystrzelone wysoko nad powierzchnię planety, po czym… przechwycone przez specjalny orbiter, krążący w oczekiwaniu nad Marsem. Nasuwające się skojarzenia z głośnym filmem "Marsjanin" nie są zapewne przypadkowe.

Pomysł brzmi prawdziwie kosmicznie, ale już dawno oszacowano, że w teorii da się to zrobić. Problem w tym, że nowe analizy wykazały również, że misja będzie kosztować podatników od 8 do 11 miliardów dolarów, a pobrane marsjańskie skały dotrą do celu, czyli do samej Ziemi, nawet pięć do 10 lat później niż oczekiwano. Przed laty specjaliści obliczyli, że całość będzie kosztowało "tylko" 5 do 7 miliardów dolarów, a próbki dotrą do celu około 2030 roku.

Tymczasem ostatnie miesiące uwidoczniły duże problemy finansowe agencji kosmicznej NASA. Nie jest to oczywiście pierwszy przypadek, gdy ma ona problemy z finansowaniem. To jeden z powodów, dla którego oficjalny serwis Astronomy Pictures of the Day (APOD), który jest również witryną NASA, czasem przez dzień lub kilka może nie działać. Tym razem sprawa dotyczy jednak misji z wielu powodów kluczowej, bo mającej nam dać nie tylko więcej informacji o historii i geologii Marsa, jak na razie jedynej planety naszego Układu, którą planujemy skolonizować, ale i – dzięki bezpośredniej możliwości dokładnego zbadania próbek skał – przedstawić ewentualne dowody na dawną obecność życia na jego powierzchni.

Administrator NASA Bill Nelson ogłosił przed ponad miesiącem, że agencja kosmiczna będzie zbierać propozycje przejęcia misji MSR – od lat bardzo oczekiwanego przez świat naukowy projektu, który w międzyczasie stał się znacznie droższy, niż planowano, a na dodatek doświadczał trudności z dotrzymaniem terminów. Łączny koszt 11 miliardów dolarów jest zbyt wysoki, a data powrotu próbek, czyli obecnie coś koło roku… 2040, zbyt odległa. Misja ma więc szansę okazać się jedną z najtrudniejszych i najdłuższych, jakie agencja kosmiczna podjęła w swojej historii, jednak Nelson oczekuje jednocześnie, że nowe propozycje jej przejęcia będą zgodne z bardziej optymistycznymi, pierwotnymi szacunkami zespołu, czyli próbki dotrą na Ziemię bliżej 2030 roku i znacznie mniejszym kosztem.

Komu NASA zgodziłaby się, oczywiście po spełnieniu określonych warunków, przekazać tak ważną misję? W ogłoszeniu nie jest to wyraźnie powiedziane, ale jako kandydatów media wskazują m. in. innymi znaną firmę SpaceX Elona Muska. Czas na nadsyłanie zgłoszeń przez zainteresowane instytucje i agencje minął 17 maja 2024 roku. Zwycięski projekt lub projekty przejdą następnie niezbędne analizy, w tym tzw. studium wykonalności, co potrwa nawet do 90 dni. Zatem na jego ostateczne zatwierdzenie i ogłoszenie możemy liczyć około września tego roku.

Specjaliści z NASA liczą także na to, że cały projekt może zostać nieco usprawniony, a nawet okrojony. Jego nowa koncepcja ma przykładowo obejmować opracowanie nieco mniejszej kapsuły powrotnej dla próbek, niż planowano. Rozważa się też transport na Ziemię nieco mniejszych, wybranych partii próbek z tych już oczekujących na Marsie.

Wezwanie do zgłaszania propozycji przejęcia misji NASA opublikowała krótko po ostatnich cięciach budżetowych ze strony Kongresu, które wyniosły 2 miliardy dolarów rocznie na lata 2024 i 2025 i dotyczą wszystkich programów NASA. Nelson w swoim komunikacie do mediów odniósł się też do innych ambitnych projektów kosmicznych agencji, takich jak Davinci, Dragonfly i Veritas, które, jak zapowiedział, także borykają się z problemami z finansowaniem, ale mogą pod tym względem bardzo skorzystać na zmianach w misji MSR, które – nieco paradoksalnie – przynajmniej pozwolą na przydzielenie większych zasobów finansowych na te i inne projekty.

Tymczasem, choć może to dziwić, na Ziemi już teraz mamy nieliczne próbki marsjańskich skał. To fragmenty pochodzące z Marsa (wyrzucone z niego na przykład na skutek zderzeń z mniejszymi planetoidami), które, wzbite wysoko w górę, wyzwoliły się z pola grawitacyjnego planety i zaczęły dryfować w kosmosie, a po tysiącach lat dotarły w końcu na Ziemię jako meteoryty. Także one dostarczają uczonym cennych informacji na temat geologicznej przeszłości Marsa.